La tuberculosis (TB) es una enfermedad causada por Mycobacterium tuberculosis (Mtb); en la actualidad, aproximadamente la tercera parte de la población mundial se encuentra infectada con Mtb, generando cerca de 2 millones de muertes cada año. La TB latente, junto a la actual pandemia de VIH-SIDA y la aparición de cepas de Mtb multi-fármaco y extremadamente fármaco resistentes (MDR y XDR) a los antituberculosos (anti-TB) usados actualmente, han hecho muy difícil el control de la TB. Es fundamental descubrir marcadores biológicos alternativos involucrados tanto en la virulencia como en la latencia y la viabilidad de Mtb. Recientes estudios han sugerido que el transporte iónico de Mtb mediado por enzimas ATPasa tipo P es activado por la respuesta de las células hospedadoras a la infección, por sustancias tóxicas, hipoxia y a otras condiciones de estrés. Mtb, posee un número inusualmente alto de ATPasas tipo P (12 posibles ORFs), lo que se piensa podrían estar relacionadas con su virulencia y viabilidad. Nuestro grupo de investigación Bioquímica y Biología Molecular de las Micobacterias (BBMM) de la Universidad Nacional de Colombia, en los últimos años ha sido pionero en el estudio de la especificidad del transporte iónico mediado por ATPasas tipo P en las micobacterias. En la Fase 1 de este estudio, algunas aproximaciones bioinformáticas nos permitieron clasificar las ATPasas tipo P de Mtb en dos grandes grupos: i) transportadores de iones de metales alcalinos/alcalinotérreos como Na+, K+, Ca2+ y H+) y ii) transportadores de iones de metales pesados como Cu2+, Cu+, Ag+, Cd2+ y Pb2+. También demostramos que la actividad de los transportadores CtpF, CtpE y CtpH de Mtb estaba relacionada con el eflujo de Ca2+, la tolerancia a concentraciones tóxicas de Na+/K+ y la respuesta a condiciones de hipoxia, lo que indujo postular la posible implicación de transportadores de metales alcalino/alcalinotérreos en la atenuación de Mtb. Una nueva fase de esta investigación (Fase 2, presente proyecto) propone evaluar la capacidad infectiva de los mutantes de Mtb defectivos en CtpF, CtpE (transportadores de Ca2+, Na+ y K+), CtpA y CtpB (transportadores de Cu+), en el modelo celular de macrófagos murinos, para así indagar el papel real de estos transportadores en la atenuación de Mtb. Estos mismos mutantes se utilizarán en estudios funcionales mediante absorción atómica, de acumulación de iones metálicos en la micobacteria, para conocer si la atenuación de Mtb podría estar, entre otros, asociada a la disminución de la actividad de ATPasas tipo P de membrana plasmática. También estudios sobre posibles cambios transcripcionales de las ATPasas tipo P de Mtb en respuesta a condiciones de estrés relacionadas con la infección tuberculosa como: hipoxia, inanición, concentraciones tóxicas de cationes metálicos, y especies reactivas de oxígeno y nitrógeno, se realizarán para demostrar plenamente la especificidad iónica de los transportadores en estudio y su relación con la tolerancia a concentraciones tóxicas de estos metales. Lo anterior se complementará con estudios sobre estequiometría de unión a cationes mediante absorción atómica, y reconstitución de los transportadores en liposomas, que ayudarán a caracterizar con mayor detalle la especificidad iónica de estos transportadores. El desarrollo de este proyecto apoyará la formación de estudiantes de Doctorado en Ciencias-Química y Ciencias-Bioquímica, Maestría en Ciencias-Bioquímica y pregrado en Química, de la Universidad Nacional de Colombia, además que contribuirá con resultados novedosos de frontera en las ciencias biomédicas de nuestro país. El monto presupuestal para el desarrollo del proyecto asciende a $ 441.875.000 de los cuales se solicita a Colciencias financiar $200.000.000